Карбид-кремниевая электроника успешно выдержала испытания в условиях, подобных условиям на поверхности Венеры - «Наука и технологии»

Исследования планет с весьма неблагоприятными условиями окружающей среды, таких, как Венера, требуют наличия электроники, способной нормально и в течение длительного времени функционировать при температурах свыше 470 градусов по шкале Цельсия, при высоком давлении и в присутствии агрессивных химических соединений. Длительность работы оборудования во всех предыдущих миссиях по изучению Венеры, составляла максимум несколько часов, несмотря на все усилия по защите электронной начинки космических аппаратов от высокой температуры и давления.

Обычная электроника, используемая сейчас и в быту и в космической отрасли, основана на кремниевых полупроводниках, которые теряют работоспособность при высокой температуре. Для решения этой проблемы группа из Исследовательского центра НАСА имени Гленна (NASA Glenn Research Center) разработала высокотемпературную электронику на основе полупроводников из карбида кремния (silicon carbide, SiC). Более того, опытные образцы карбид-кремниевых микросхем, содержащие по нескольку десятков транзисторов, сумели проработать более 4 тысяч часов при температуре в 500 градусов Цельсия. Эти опытные микросхемы представляли собой базовые электронные схемы, такие, как цифровые логические элементы, аналоговые операционные усилители и т.п.

Испытания карбид-кремниевых микросхем проводились внутри установки Glenn Extreme Environments Rig (GEER), которая позволяет моделировать большинство условий на поверхности Венеры, температуру на уровне 460 градусов Цельсия, давление, в 98 раз превышающее земное нормальное давление, высокую концентрацию CO2 и других, еще более агрессивных химических соединений. В апреле прошлого года в этой же установке были проведены испытания первого опытного чипа карбид-кремниевого кольцевого резонатора с 24 транзисторами. Этот резонатор продемонстрировал высокую стабильность работы на протяжении 521 часа (21.7 суток) испытаний. А подобные резонаторы, изготовленные при помощи более современных технологий, способны уже выдерживать по нескольку тысяч часов непрерывной работы.